3.初步溝通函數(shù)與方程.不等式及解析幾何有關知識的橫向聯(lián)系.提高綜合運用知識解決問題的能力. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(本小題滿分13分)

已知中心在坐標原點O的橢圓C經(jīng)過點A(2,3),且點F(2,0)為其右焦點。

(1)求橢圓C的方程;

(2)是否存在平行于OA的直線,使得直線與橢圓C有公共點,且直線OA與的距離等于4?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由。

【命題意圖】本小題主要考查直線、橢圓等基礎知識,考查運算求解能力、推理論證能力,考查函數(shù)與方程思想、數(shù)形結合思想、化歸與轉化思想。

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已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.

(1)若對一切x∈R,f(x) 1恒成立,求a的取值集合;

(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使恒成立.

【解析】解:.

單調(diào)遞減;當單調(diào)遞增,故當時,取最小值

于是對一切恒成立,當且僅當.       、

時,單調(diào)遞增;當時,單調(diào)遞減.

故當時,取最大值.因此,當且僅當時,①式成立.

綜上所述,的取值集合為.

(Ⅱ)由題意知,

,則.當時,單調(diào)遞減;當時,單調(diào)遞增.故當,

從而,

所以因為函數(shù)在區(qū)間上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在使成立.

【點評】本題考查利用導函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問題等,考查運算能力,考查分類討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學方法.第一問利用導函數(shù)法求出取最小值對一切x∈R,f(x) 1恒成立轉化為從而得出求a的取值集合;第二問在假設存在的情況下進行推理,然后把問題歸結為一個方程是否存在解的問題,通過構造函數(shù),研究這個函數(shù)的性質(zhì)進行分析判斷.

 

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(本小題滿分13分)

已知中心在坐標原點O的橢圓C經(jīng)過點A(2,3),且點F(2,0)為其右焦點。

(1)求橢圓C的方程;

(2)是否存在平行于OA的直線,使得直線與橢圓C有公共點,且直線OA與的距離等于4?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由。

【命題意圖】本小題主要考查直線、橢圓等基礎知識,考查運算求解能力、推理論證能力,考查函數(shù)與方程思想、數(shù)形結合思想、化歸與轉化思想。

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57:函數(shù)與方程的綜合運用(理)已知點M(x,y)是曲線C1:3x3-4xy+24=0上的動點,與M對應的點數(shù)學公式的軌跡是曲線C2
(1)求曲線C2的方程,并表示為y=f(x)的形式;
(2)判斷并證明函數(shù)y=f(x)在區(qū)間數(shù)學公式上的單調(diào)性.

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設函數(shù)處取得極值,且曲線在點處的切線垂直于直線.

(Ⅰ) 求的值;

(Ⅱ)求曲線和直線所圍成的封閉圖形的面積;

(Ⅲ)設函數(shù),若方程有三個不相等的實根,求的取值范圍.

【解析】本試題主要考查了導數(shù)的運用。利用導數(shù)求解曲邊梯形的面積,以及求解函數(shù)與方程的根的問題的綜合運用。

 

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1.不改變f(x)值域,即不能縮小原函數(shù)定義域。選項B,C,D均縮小了的定義域,故選A。

2.先作出f(x,y)=0關于軸對稱的函數(shù)的圖象,即為函數(shù)f(-x,y)=0的圖象,又

f(2-x,y)=0即為,即由f(-x,y)=0向右平移2個單位。故選C。

3.命題p為真時,即真數(shù)部分能夠取到大于零的所有實數(shù),故二次函數(shù)的判別式,從而;命題q為真時,。

    若p或q為真命題,p且q為假命題,故p和q中只有一個是真命題,一個是假命題。

    若p為真,q為假時,無解;若p為假,q為真時,結果為1<a<2,故選C.

4.圖像法解方程,也可代入各區(qū)間的一個數(shù)(特值法或代入法),選C;

5.函數(shù)f(x)的對稱軸為2,結合其單調(diào)性,選A;

6.從反面考慮,注意應用特例,選B;

7.設tan=x (x>0),則+=,解出x=2,再用萬能公式,選A;

8.利用是關于n的一次函數(shù),設S=S=m,=x,則(,p)、(,q)、

(x,p+q)在同一直線上,由兩點斜率相等解得x=0,則答案:0;

9.設cosx=t,t∈[-1,1],則a=t-t-1∈[-,1],所以答案:[-,1];

10.設高h,由體積解出h=2,答案:24;

11.設長x,則寬,造價y=4×120+4x×80+×80≥1760,答案:1760。

12.運用條件知:=2,且

==16

13.依題意可知,從而可知,所以有

,又為正整數(shù),取,則

,所以,從而,所以,又,所以,因此有最小值為。

下面可證時,,從而,所以, 又,所以,所以,綜上可得:的最小值為11。

14.分析:這是有關函數(shù)定義域、值域的問題,題目是逆向給出的,解好本題要運用復合函數(shù),把f(x)分解為u=ax+2x+1和y=lgu 并結合其圖象性質(zhì)求解.

切實數(shù)x恒成立.   a=0或a<0不合題意,

解得a>1.

當a<0時不合題意;    a=0時,u=2x+1,u能取遍一切正實數(shù);

a>0時,其判別式Δ=22-4×a×1≥0,解得0<a≤1.

所以當0≤a≤1時f(x)的值域是R

 

15.分析:此問題由于常見的思維定勢,易把它看成關于x的不等式討論。然而,若變換一個角度以m為變量,即關于m的一次不等式(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2]上恒成立的問題。對此的研究,設f(m)=(x-1)m-(2x-1),則問題轉化為求一次函數(shù)(或常數(shù)函數(shù))f(m)的值在[-2,2]內(nèi)恒為負值時參數(shù)x應該滿足的條件。

解:問題可變成關于m的一次不等式:(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2] 恒成立,設f(m)=(x-1)m-(2x-1),  則

解得x∈(,)

說明 本題的關鍵是變換角度,以參數(shù)m作為自變量而構造函數(shù)式,不等式問題變成函數(shù)在閉區(qū)間上的值域問題。本題有別于關于x的不等式2x-1>m(x-1)的解集是[-2,2]時求m的值、關于x的不等式2x-1>m(x-1)在[-2,2]上恒成立時求m的范圍。

一般地,在一個含有多個變量的數(shù)學問題中,確定合適的變量和參數(shù),從而揭示函數(shù)關系,使問題更明朗化。或者含有參數(shù)的函數(shù)中,將函數(shù)自變量作為參數(shù),而參數(shù)作為函數(shù),更具有靈活性,從而巧妙地解決有關問題。

 

16.分析: ①問利用公式a與S建立不等式,容易求解d的范圍;②問利用S是n的二次函數(shù),將S中哪一個值最大,變成求二次函數(shù)中n為何值時S取最大值的函數(shù)最值問題。

解:① 由a=a+2d=12,得到a=12-2d,所以

S=12a+66d=12(12-2d)+66d=144+42d>0,

S=13a+78d=13(12-2d)+78d=156+52d<0。

 解得:-<d<-3。

② S=na+n(n1-1)d=n(12-2d)+n(n-1)d

=[n-(5-)]-[(5-)]

因為d<0,故[n-(5-)]最小時,S最大。由-<d<-3得6<(5-)<6.5,故正整數(shù)n=6時[n-(5-)]最小,所以S最大。

說明: 數(shù)列的通項公式及前n項和公式實質(zhì)上是定義在自然數(shù)集上的函數(shù),因此可利用函數(shù)思想來分析或用函數(shù)方法來解決數(shù)列問題。也可以利用方程的思想,設出未知的量,建立等式關系即方程,將問題進行算式化,從而簡潔明快。由次可見,利用函數(shù)與方程的思想來解決問題,要求靈活地運用、巧妙的結合,發(fā)展了學生思維品質(zhì)的深刻性、獨創(chuàng)性。

本題的另一種思路是尋求a>0、a<0 ,即:由d<0知道a>a>…>a,由S=13a<0得a<0,由S=6(a+a)>0得a>0。所以,在S、S、…、S中,S的值最大。

 

17.分析:異面直線PB和AC的距離可看成求直線PB上任意一點到AC的距離的最小值,從而設定變量,建立目標函數(shù)而求函數(shù)最小值。

  P

         M
A        H       B
     D     C

解:在PB上任取一點M,作MD⊥AC于D,MH⊥AB于H,

設MH=x,則MH⊥平面ABC,AC⊥HD 。

∴MD=x+[(2r-x)sinθ]=(sin+1)x-4rsinθx+4rsinθ=(sinθ+1)[x-]+

即當x=時,MD取最小值為兩異面直線的距離。

說明:本題巧在將立體幾何中“異面直線的距離”變成“求異面直線上兩點之間距離的最小值”,并設立合適的變量將問題變成代數(shù)中的“函數(shù)問題”。一般地,對于求最大值、最小值的實際問題,先將文字說明轉化成數(shù)學語言后,再建立數(shù)學模型和函數(shù)關系式,然后利用函數(shù)性質(zhì)、重要不等式和有關知識進行解答。比如再現(xiàn)性題組第8題就是典型的例子。

 

18.分析:已知了一個積式,考慮能否由其它已知得到一個和式,再用方程思想求解。

解: 由A、B、C成等差數(shù)列,可得B=60°;

由△ABC中tanA+tanB+tanC=tanA?tanB?tanC,得

tanA+tanC=tanB(tanA?tanC-1)= (1+)

設tanA、tanC是方程x-(+3)x+2+=0的兩根,解得x=1,x=2+

設A<C,則tanA=1,tanC=2+,   ∴A=,C=

由此容易得到a=8,b=4,c=4+4。

說明:本題的解答關鍵是利用“△ABC中tanA+tanB+tanC=tanA?tanB?tanC”這一條性質(zhì)得到tanA+tanC,從而設立方程求出tanA和tanC的值,使問題得到解決。

19.分析:當x∈(-∞,1]時f(x)=lg有意義的函數(shù)問題,轉化為1+2+4a>0在x∈(-∞,1]上恒成立的不等式問題。

解:由題設可知,不等式1+2+4a>0在x∈(-∞,1]上恒成立,

即:()+()+a>0在x∈(-∞,1]上恒成立。

設t=(),  則t≥,   又設g(t)=t+t+a,其對稱軸為t=-

∴ t+t+a=0在[,+∞)上無實根,  即 g()=()++a>0,得a>-

所以a的取值范圍是a>-。

說明:對于不等式恒成立,引入新的參數(shù)化簡了不等式后,構造二次函數(shù)利用函數(shù)的圖像和單調(diào)性進行解決問題,其中也聯(lián)系到了方程無解,體現(xiàn)了方程思想和函數(shù)思想。一般地,我們在解題中要抓住二次函數(shù)及圖像、二次不等式、二次方程三者之間的緊密聯(lián)系,將問題進行相互轉化。

在解決不等式()+()+a>0在x∈(-∞,1]上恒成立的問題時,也可使用“分離參數(shù)法”: 設t=(),  t≥,則有a=-t-t∈(-∞,-],所以a的取值范圍是a>-。其中最后得到a的范圍,是利用了二次函數(shù)在某區(qū)間上值域的研究,也可屬應用“函數(shù)思想”。

 

20.解:f(x)=cosqsinx-(sinxcosq-cosxsinq)+(tanq-2)sinx-sinq

       =sinqcosx+(tanq-2)sinx-sinq

因為f(x)是偶函數(shù),

所以對任意xÎR,都有f(-x)=f(x),

即sinqcos(-x)+(tanq-2)sin(-x)-sinq=sinqcosx+(tanq-2)sinx-sinq,

即(tanq-2)sinx=0,

所以tanq=2

解得或

此時,f(x)=sinq(cosx-1).

當sinq=時,f(x)=(cosx-1)最大值為0,不合題意最小值為0,舍去;

當sinq=時,f(x)=(cosx-1)最小值為0,

當cosx=-1時,f(x)有最大值為,

自變量x的集合為{x|x=2kp+p,kÎZ}.

 

21.解:(1);.,
若上是增函數(shù),則恒成立,即
若上是減函數(shù),則恒成立,這樣的不存在.
綜上可得:.

(2)(證法一)設,由得,于是有,(1)-(2)得:,化簡可得
,,,故,即有.

(證法二)假設,不妨設,由(1)可知在

上單調(diào)遞增,故,

這與已知矛盾,故原假設不成立,即有.

 


同步練習冊答案